DE4128687A1 - FIBER OPTICAL SENSOR - Google Patents

FIBER OPTICAL SENSOR

Info

Publication number
DE4128687A1
DE4128687A1 DE4128687A DE4128687A DE4128687A1 DE 4128687 A1 DE4128687 A1 DE 4128687A1 DE 4128687 A DE4128687 A DE 4128687A DE 4128687 A DE4128687 A DE 4128687A DE 4128687 A1 DE4128687 A1 DE 4128687A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
mode
fiber
delta
fibers
mode fiber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE4128687A
Other languages
German (de)
Inventor
Klaus Dr Bohnert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ABB Schweiz Holding AG
ABB AB
Original Assignee
Asea Brown Boveri AG Switzerland
Asea Brown Boveri AB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asea Brown Boveri AG Switzerland, Asea Brown Boveri AB filed Critical Asea Brown Boveri AG Switzerland
Priority to DE4128687A priority Critical patent/DE4128687A1/en
Priority to EP92113047A priority patent/EP0529339B1/en
Priority to DE59209526T priority patent/DE59209526D1/en
Priority to CA002076579A priority patent/CA2076579C/en
Priority to US07/936,799 priority patent/US5339026A/en
Priority to JP22990192A priority patent/JP3188528B2/en
Publication of DE4128687A1 publication Critical patent/DE4128687A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R29/00Arrangements for measuring or indicating electric quantities not covered by groups G01R19/00 - G01R27/00
    • G01R29/08Measuring electromagnetic field characteristics
    • G01R29/0864Measuring electromagnetic field characteristics characterised by constructional or functional features
    • G01R29/0878Sensors; antennas; probes; detectors
    • G01R29/0885Sensors; antennas; probes; detectors using optical probes, e.g. electro-optical, luminescent, glow discharge, or optical interferometers
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/24Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using light-modulating devices
    • G01R15/248Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using light-modulating devices using a constant light source and electro-mechanically driven deflectors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
  • Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
  • Optical Transform (AREA)

Description

Technisches GebietTechnical field

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der optischen Messung elektrischer Größen. Sie betrifft einen faserop­ tischen Sensor, umfassendThe invention relates to the field of optical Measurement of electrical quantities. It affects a fiber top table sensor, comprehensive

  • a) eine Lichtquelle;a) a light source;
  • b) ein piezoelektrisches Sensorelement;b) a piezoelectric sensor element;
  • c) eine erste Zwei-Moden-Faser mit einem Eingangsende und einem Ausgangsende, in der sich der LP01-Grund­ modus und der gerade LP11-Modus ausbreiten können, und welche zumindest teilweise an dem Sensorelement so fixiert ist, daß eine Dimensionsänderung des Sensorelements in einem elektrischen Feld zu einer Längenänderung in der Faser führt; undc) a first two-mode fiber with an input end and an output end, in which the LP 01 basic mode and the straight LP 11 mode can spread, and which is at least partially fixed to the sensor element so that a dimensional change of the Sensor element in an electrical field leads to a change in length in the fiber; and
  • d) Mittel zum Messen der feldbedingten Längenänderung der Faser;d) means for measuring the field-related change in length the fiber;

Ein solcher faseroptischer Sensor ist z. B. aus der EP-A1- 04 33 824 bekannt.Such a fiber optic sensor is e.g. B. from EP-A1- 04 33 824 known.

Stand der TechnikState of the art

In verschiedenen Druckschriften wie z. B. den Europäischen Patentanmeldungen EP-A1-03 16 619 und EP-A1-03 16 635 oder den Artikeln von H. Bohnert und J. Nehring in Appl. Opt. 27, S.4814-4818 (1988), bzw. Opt. Lett. 14, S. 290-292 (1989), sind bereits faseroptische Sensoren zur Messung von elektrischen Feldern und Spannungen beschrie­ ben worden.In various publications such. B. the European Patent applications EP-A1-03 16 619 and EP-A1-03 16 635 or the articles by H. Bohnert and J. Nehring in Appl. Opt. 27, pp. 4814-4818 (1988), or Opt. Lett. 14,  Pp. 290-292 (1989), are already fiber optic sensors Measurement of electrical fields and voltages described been used.

Das dabei verwendete Meßprinzip beruht auf dem inversen Piezoeffekt in Materialien mit ausgesuchter Kristallsym­ metrie. Die zeitlich periodische Dimensionsänderung, die ein entsprechender piezoelektrische Körper in einem elek­ trischen Wechselfeld erfährt, wird auf eine an dem Körper fixierte Glasfaser übertragen. Die Längenänderung der Fa­ ser ist dann proportional zur Feld- bzw. Spannungsampli­ tude und wird interferometrisch gemessen und ausgewertet.The measuring principle used is based on the inverse Piezo effect in materials with selected crystal sym metry. The temporally periodic dimensional change, the a corresponding piezoelectric body in an elec experiences alternating field, is on one on the body fixed fiber transmitted. The change in length of the company ser is then proportional to the field or voltage ampli tude and is measured and evaluated interferometrically.

Für die interferometrische Messung können verschiedene Arten von Glasfaser-Interferometern eingesetzt werden. Aufgrund seiner Einfachheit ist von diesen Arten das aus dem Artikel von B. Y. Kim et al., Opt. Lett. 12, S. 729-731 (1987), bekannte Zwei-Moden-Faser-Interferometer von be­ sonderem Interesse. Die Parameter der Sensorfaser sind bei diesem Interferometer so gewählt, daß sich in der Faser genau zwei Moden (der LP01-Grundmodus und der ge­ rade LP11-Modus) ausbreiten können.Different types of glass fiber interferometers can be used for interferometric measurements. Because of its simplicity, one of these types is that of the article by BY Kim et al., Opt. Lett. 12, pp. 729-731 (1987), known two-mode fiber interferometer of particular interest. The parameters of the sensor fiber are selected in this interferometer so that exactly two modes (the LP 01 basic mode and the straight LP 11 mode) can propagate in the fiber.

Beim Zwei-Moden-Faser-Interferometer wird Licht aus einer kohärenten Lichtquelle, z. B. einer Laserdiode, durch eine Zwei-Moden-Faser geschickt, welche an einem piezoelektri­ schen Sensorelement für das elektrische Feld E fixiert ist. Durch das Licht werden die beiden Moden angeregt und breiten sich in der Faser unterschiedlich aus. Am Faser­ ende kann man dann ein Interferenzmuster beobachten, wel­ ches sich aus der Überlagerung dieser beiden Moden er­ gibt. Eine Längenänderung der Faser führt dabei zu einer differentiellen Phasenverschiebung zwischen beiden Moden, die sich in einer entsprechenden Änderung des Interfe­ renzmusters äußert. The two-mode fiber interferometer turns light into one coherent light source, e.g. B. a laser diode, by a Two-mode fiber sent, which on a piezoelectric fixed sensor element for the electric field E. is. The two modes are stimulated by the light and spread differently in the fiber. On the fiber At the end you can observe an interference pattern, which ches from the overlay of these two fashions gives. A change in the length of the fiber leads to a differential phase shift between both modes, resulting in a corresponding change in the interfe renzpatters expresses.  

Die beiden nebeneinanderliegenden Substrukturen des In­ terferenzmusters werden mit zwei Detektoren (z. B. in Form von Photodioden) detektiert. An deren Ausgang liegen zwei um 180° phasenverschobene Signale V11 und V12 vor:The two adjacent substructures of the interference pattern are detected with two detectors (e.g. in the form of photodiodes). Two signals V 11 and V 12 are phase-shifted at their output:

V₁₁ = (1/2)V₀(1+a*cosΦ(t)) (1)V₁₁ = (1/2) V₀ (1 + a * cosΦ (t)) (1)

V₁₂ = (1/2)V₀(1-a*cosΦ(t)) (2)V₁₂ = (1/2) V₀ (1-a * cosΦ (t)) (2)

mit Φ(t)=A*sinΩt+R(t). Die Phasenverschiebung Φ(t) zwischen den beiden Moden setzt sich also zusammen aus einem durch das zu messende Wechselfeld hervorgerufenen zeitlich periodischen Anteil A*sinΩt (A ist dabei propor­ tional zur Amplitude des Feldes) und einem willkürlichen Phasenterm R(t), der sich z. B. infolge von temperaturbe­ dingten Fluktuationen der Faserlänge ebenfalls zeitlich ändern kann. V0 schließlich ist proportional zur opti­ schen Leistung und a ist ein Maß für den Interferenzkon­ trast.with Φ (t) = A * sinΩt + R (t). The phase shift Φ (t) between the two modes is thus composed of a temporally periodic component A * sinΩt (A is proportional to the amplitude of the field) caused by the alternating field to be measured and an arbitrary phase term R (t), which is e.g. B. can also change over time due to temperature-related fluctuations in fiber length. Finally, V 0 is proportional to the optical power and a is a measure of the interference contrast.

Der gesuchte Term A*sinΩt wird häufig mit einem Homodyn- Detektionsverfahren aus den Ausgangssignalen der Detekto­ ren gewonnen (für einen faseroptischen Sensor mit Ein-Mo­ den-Faser siehe dazu: D. A. Jackson et al., Appl. Opt. 19, S. 2926-2929 (1980); ein entsprechender faseroptischer Sensor mit Zwei-Moden-Faser ist in der eingangs zitierten Europäischen Anmeldung EP-A1-04 33 824 beschrieben). Bei diesem Verfahren wird die Sensorfaser zusätzlich über einen piezoelektrischen Modulator geführt. Mit Hilfe die­ ses Modulators 4 wird die Phasendifferenz R(t) auf +(pi/2) oder -(pi/2) (modulo 2pi) geregelt. Der Modulator ist dazu Bestandteil eines aus den Detektoren, einem Sub­ trahierer und einem Quadraturregler bestehenden Regel­ kreises, welcher die DifferenzspannungThe searched term A * sinΩt is often obtained with a homodyne detection method from the output signals of the detectors (for a fiber-optic sensor with single-mode fiber see: DA Jackson et al., Appl. Opt. 19, p. 2926 -2929 (1980); a corresponding fiber-optic sensor with two-mode fiber is described in the European application EP-A1-04 33 824 cited at the beginning). In this method, the sensor fiber is additionally passed through a piezoelectric modulator. With the help of this modulator 4 , the phase difference R (t) is regulated to + (pi / 2) or - (pi / 2) (modulo 2pi). The modulator is part of a control circuit consisting of the detectors, a subtractor and a quadrature controller, which the differential voltage

V = V₁₁ - V₁₂ = V₀*a*cosR(t) (3)V = V₁₁ - V₁₂ = V₀ * a * cosR (t) (3)

entsprechend auf Null regelt.regulates accordingly to zero.

Die beiden Anteile A*sinΩt und R(t) der Phasenverschiebung werden also durch den Modulator über eine entsprechende (entgegengesetzte) Längenänderung der Faser gerade ausgeglichen. Die am Modulator anliegende Spannung enthält dann einen langsam variierenden Anteil, der proportional zu R(t) ist, und einen periodischen Anteil, der proportional zu A*sinΩt ist. Der gesuchte Anteil A*sinΩt wird über ein Hochpaßfilter ausgefiltert und kann am Signalausgang abgenommen werden. Das Ausgangssignal ist dadurch unabhängig von etwaigen Fluktuationen der La­ serintensität (d. h. V0) und des Interferenzkontrastes a.The two components A * sinΩt and R (t) of the phase shift are thus just compensated for by the modulator via a corresponding (opposite) change in length of the fiber. The voltage applied to the modulator then contains a slowly varying component which is proportional to R (t) and a periodic component which is proportional to A * sinΩt. The searched portion A * sinΩt is filtered out via a high-pass filter and can be taken from the signal output. The output signal is therefore independent of any fluctuations in the laser intensity (ie V 0 ) and the interference contrast a.

In einer Reihe von praktischen Anwendungen des Sensors (z. B. bei der Spannungsmessung in Freiluftanlagen) können verhältnismäßig große Abstände zwischen dem eigentli­ chen Sensorkopf und der Sensorelektronik auftreten (10 m bis einige 100 m). Es ist unzweckmäßig, diese Abstände mit der Zwei-Moden-Faser selbst zu überbrücken, da sich der Einfluß externer Störungen (Temperaturschwankungen, mechanische Erschütterungen etc.) mit zunehmender Faser­ länge entsprechend vergrößert und das Signal/Rausch-Ver­ hältnis verschlechtert. Die Lichtzuführung von der Laser­ diode zum Interferometer und die Rückführung der Aus­ gangssignale des Interferometers sollten vielmehr über separate Glasfasern erfolgen, die nicht Bestandteil des Interferometers sind.In a number of practical applications of the sensor (e.g. when measuring voltage in outdoor systems) relatively large distances between the real Chen sensor head and the sensor electronics occur (10 m up to some 100 m). It is inappropriate to use these gaps to bridge itself with the two-mode fiber because the influence of external disturbances (temperature fluctuations, mechanical shocks etc.) with increasing fiber length increased accordingly and the signal / noise Ver ratio worsened. The light supply from the laser diode to the interferometer and the feedback of the off Rather, the interferometer's output signals should be about separate glass fibers are made that are not part of the Are interferometers.

Bei dem oben beschriebenen Homodyn-Verfahren mit einem aktiven Phasen-Modulator wäre aber zusätzlich zu den Ver­ bindungs-Glasfasern auch noch eine elektrische Verbindung zwischen der Sensorelektronik und dem Sensorkopf zur An­ steuerung des Modulators erforderlich. Die Attraktivität eines mit diesem Interferometertyp arbeitenden Sensors wäre dadurch sehr beschränkt.In the homodyne method described above with a active phase modulator would be in addition to the ver binding glass fibers also an electrical connection between the sensor electronics and the sensor head control of the modulator required. The attractiveness  of a sensor working with this type of interferometer would be very limited.

Es ist deshalb in zwei älteren Deutschen Patentanmeldun­ gen (Aktenzeichen P 41 14 253.5 und P 41 15 370.7) vorge­ schlagen worden, anstelle der bekannten aktiven Signalde­ tektion, die einen zusätzlichen Modulator in der Meßfaser mit entsprechender elektrischer Zuleitung erfordert, eine passive Signaldetektion vorzusehen, die auf dem Guoy-Effekt (siehe dazu: S. Y. Huang et al., Springer Proc. in Physics, Vol. 44 "Optical Fiber Sensors", S. 38-43, Springer Verlag Berlin, Heidelberg (1989)), d. h. dem Phasenunterschied zwischen den Interferenzmustern des Nah- und Fernfeldes, beruht: Die Substrukturen des Nah- und Fernfeldes (insgesamt 4) werden dabei im Sensorkopf mit optischen Mitteln separiert und können über separate Glasfasern zu einer entfernten Auswerteelektronik über­ tragen werden. Dort kann unter Verwendung von wenigstens drei dieser vier Substrukturen die gewünschte Information über die Längenänderung der Meßfaser gewonnen werden.It is therefore in two older German patent applications conditions (file numbers P 41 14 253.5 and P 41 15 370.7) beat, instead of the known active signal de tection, which has an additional modulator in the measuring fiber with appropriate electrical supply line required, to provide passive signal detection based on the Guoy effect (see: S. Y. Huang et al., Springer Proc. in Physics, Vol. 44 "Optical Fiber Sensors", pp. 38-43, Springer Verlag Berlin, Heidelberg (1989)), d. H. the Phase difference between the interference patterns of the Near and far field, is based: The substructures of the near and far field (4 in total) are in the sensor head separated with optical means and can be separated Glass fibers to a remote evaluation electronics will wear. There you can use at least three of these four substructures the desired information can be obtained from the change in length of the measuring fiber.

Mit dieser vorgeschlagenen Lösung wird zwar eine voll­ ständige elektrische Trennung zwischen Sensorkopf und Auswerteelektronik erreicht. Jedoch wird dieser Vorteil dadurch erkauft, daß zusätzliche optische Komponenten (Strahlteiler) und eine relativ aufwendige Elektronik eingesetzt werden müssen. Darüberhinaus muß eine Mono­ mode-Laserdiode verwendet werden, die besondere Maßnahmen zur Unterdrückung der Lichtrückstreuung aus dem Sen­ sor in die Diode erforderlich macht.With this proposed solution, one becomes full constant electrical separation between sensor head and Evaluation electronics reached. However, this advantage bought in that additional optical components (Beam splitter) and a relatively complex electronics must be used. In addition, a mono mode laser diode used, the special measures to suppress light backscatter from the Sen sor required in the diode.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen fa­ seroptischen Sensor zu schaffen, der einerseits eine störunempfindliche Trennung von Sensorkopf und Auswerte­ elektronik ermöglicht, sich andererseits aber auch durch einfachen Aufbau und hohe Meßgenauigkeit auszeichnet.It is therefore an object of the present invention a fa to create a seroptic sensor, on the one hand a  fault-insensitive separation of sensor head and evaluation electronics makes it possible, but also through simple construction and high measuring accuracy.

Die Aufgabe wird bei einem Sensor der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daßThe task is for a sensor of the type mentioned Art solved in that

  • e) die Lichtquelle eine Mehr-Moden-Laserdiode ist;e) the light source is a multi-mode laser diode;
  • f) die Meßmittel eine zweite, zur ersten gleichartige Zwei-Moden-Faser umfassen;f) the measuring means a second, similar to the first Include two-mode fiber;
  • g) die Parameter der beiden Zwei-Moden-Fasern so ge­ wählt sind, daß der Interferenzkontrast für die Gangunterschiede beider Moden in den einzelnen Zwei- Moden-Fasern und für die Summe der Gangunterschiede jeweils ungefähr gleich Null ist; undg) the parameters of the two two-mode fibers so ge are chosen that the interference contrast for the Path differences of both modes in the individual two Moden fibers and for the sum of the path differences is approximately zero each time; and
  • h) zwischen der Lichtquelle und dem Eingangsende der ersten Zwei-Moden-Faser, und dem Ausgangsende der ersten Zwei-Moden-Faser und dem Eingangsende der zweiten Zwei-Moden-Faser jeweils eine Monomode-Faser zur Übertragung des Lichts vorgesehen sind.h) between the light source and the input end of the first two-mode fiber, and the output end of the first two-mode fiber and the input end of the second two-mode fiber each a single-mode fiber are provided for transmitting the light.

Der Kern der Erfindung beruht darauf, für die Messung das Prinzip der Weißlicht-Interferometrie anzuwenden: Das Licht einer Mehr-Moden-Laserdiode wird der ersten Zwei- Moden-Faser über die insensitive erste Monomode-Faser zu­ geführt. Die Ankopplung erfolgt so, daß die beiden aus­ breitungsfähigen Moden (LP01-Grundmodus und gerader LP11- Modus), vorzugsweise mit gleicher Intensität, angeregt werden. In der ersten Zwei-Moden-Faser erfahren die bei­ den Moden einen optischen Gangunterschied Delta L1, für den der Interferenzkontrast vernachlässigbar klein ist. Am Ende der Sensorfaser treten deshalb keine Interferenz­ effekte auf. Die beiden Moden werden zu etwa gleichen Teilen in eine zweite insensitive Monomode-Faser einge­ koppelt und zu einer Detektionseinheit übertragen. Dort wird das Licht erneut in eine zweite Zwei-Moden-Faser eingekoppelt, die hinsichtlich ihrer Faserparameter und Länge mit der ersten Zwei-Moden-Faser gleichartig, insbe­ sondere identisch ist.The essence of the invention is based on using the principle of white light interferometry for the measurement: The light of a multi-mode laser diode is fed to the first two-mode fiber via the insensitive first single-mode fiber. The coupling takes place in such a way that the two modes which can be expanded (LP 01 basic mode and straight LP 11 mode) are excited, preferably with the same intensity. In the first two-mode fiber, the modes experience an optical path difference Delta L 1 for which the interference contrast is negligibly small. Therefore, no interference effects occur at the end of the sensor fiber. The two modes are coupled in roughly equal parts into a second insensitive monomode fiber and transmitted to a detection unit. There, the light is coupled again into a second two-mode fiber, which is identical in terms of its fiber parameters and length to the first two-mode fiber, in particular is identical in particular.

Die Einkopplung erfolgt wiederum so, daß beide Moden etwa gleich stark angeregt werden. Licht, daß sich in der ersten Zwei-Moden-Faser im Grundmodus LP01 ausgebrei­ tet hat, breitet sich zu etwa gleichen Teilen im LP01- und im geraden LP11-Modus der zweiten Zwei-Moden-Faser aus. Gleiches gilt für Licht, welches sich in der ersten Zwei-Moden-Faser im LP11-Modus ausgebreitet hat.The coupling in turn takes place in such a way that both modes are excited to approximately the same extent. Light that has spread in the first two-mode fiber in the basic mode LP 01 spreads in approximately equal parts in the LP 01 - and in the straight LP 11 mode of the second two-mode fiber. The same applies to light that has spread in the first two-mode fiber in the LP 11 mode.

Am Ausgangsende der zweiten Zwei-Moden-Faser gibt es zwi­ schen den Lichtwellen des LP01-Modus einerseits und den Wellen des LP11-Modus andererseits Gangunterschiede von Null, Delta L1 und 2*Delta L1. Modenanteile mit dem Gang­ unterschied Null interferieren dann miteinander, während die übrigen Anteile einen konstanten Intensitätsunter­ grund liefern.At the output end of the second two-mode fiber, there are path differences of zero, delta L 1 and 2 * delta L 1 between the light waves of the LP 01 mode on the one hand and the waves of the LP 11 mode on the other hand. Mode components with the gait difference zero then interfere with each other, while the remaining components provide a constant intensity background.

An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, daß ein solches als Tandem-Interferometer bezeichnetes System grundsätz­ lich für herkömmliche Interferometer (Michelson) bereits aus dem Stand der Technik bekannt ist (siehe z. B. A. S. Gerges et al., Appl. Optics Vol. 29, No. 30, S. 4473-4480 (1990)).At this point it should be noted that such system called a tandem interferometer already for conventional interferometers (Michelson) is known from the prior art (see, for example, A. S. Gerges et al., Appl. Optics Vol. 29, No. 30, pp. 4473-4480 (1990)).

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daßA preferred embodiment of the invention is characterized is characterized in that

  • a) die zweite Zwei-Moden-Faser zumindest teilweise an einem piezoelektrischen Modulator fixiert ist;a) at least partially the second two-mode fiber a piezoelectric modulator is fixed;
  • b) am Ausgangsende der zweiten Zwei-Moden-Faser zwei Detektoren zur Messung der Intensitäten der beiden Moden angeordnet sind;b) two at the output end of the second two-mode fiber Detectors for measuring the intensities of the two Fashions are arranged;
  • c) die Ausgangssignale der beiden Detektoren über einen Subtrahierer auf den Eingang eines Quadraturreglers gelangen; c) the output signals of the two detectors via one Subtractor on the input of a quadrature controller reach;  
  • d) der Ausgang des Quadraturreglers den Modulator steu­ ert; undd) the output of the quadrature controller control the modulator ert; and
  • e) das Ausgangssignal des Quadraturreglers über einen Hochpaß auf einen Signalausgang gegeben wird.e) the output signal of the quadrature controller via a High pass is given to a signal output.

Eine derartige, an sich bekannte Homodyn-Detektion mit aktiver Arbeitspunkt-Kontrolle und Kompensation des AC- Meßsignals hat den Vorteil einer hohen Meßempfindlich­ keit bei gleichzeitig großer Stabilität.Such a known homodyne detection with active working point control and compensation of the AC Measurement signal has the advantage of a high sensitivity speed with great stability.

Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.Further embodiments result from the dependent ones Claims.

Kurze Beschreibung der ZeichnungBrief description of the drawing

Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbei­ spielen im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigenThe invention is intended below with reference to exemplary embodiments play explained in connection with the drawing will. Show it

Fig. 1 das grundsätzliche Schema eines Tandem-Interfe­ rometers mit Zwei-Moden-Fasern nach der Erfin­ dung; Figure 1 shows the basic scheme of a tandem interfe rometer with two-mode fibers according to the inven tion.

Fig. 2 den Interferenzkontrast V für ein mit einer Mehr-Moden-Laserdiode beleuchtetes Michelson- Interferometer in Abhängigkeit vom Gangunter­ schied Delta L; Fig. 2 shows the interference contrast for a V with a multi-mode laser diode Michelson interferometer illuminated in dependence on the path difference Delta L;

Fig. 3A die Intensität I am Ausgang eines Tandem-Inter­ ferometers für das Interferenzpaket 0-ter Ord­ nung in Abhängigkeit von der Differenz im Gang­ unterschied (Delta L1- Delta L2); Fig. 3A, the intensity I at the output of a tandem Inter ferometers for the interference package 0th Ord voltage in dependence on the difference in the transition difference (Delta L 1 - Delta L 2);

Fig. 3B die Fig. 3A entsprechende Darstellung für "Interferenzpakete" mit Ordnungen bis ±2; FIG. 3B shows the representation corresponding to FIG. 3A for "interference packets" with orders up to ± 2;

Fig. 4 die Intensität I für V=1 in Abhängigkeit von der Phase Φ; und Fig. 4, the intensity I for V = 1 as a function of the phase Φ; and

Fig. 5 den schematischen Aufbau einer bevorzugten Aus­ führungsform des erfindungsgemäßen Sensors mit Homodyn-Detektion. Fig. 5 shows the schematic structure of a preferred embodiment of the sensor according to the invention with homodyne detection.

Wege zur Ausführung der ErfindungWays of Carrying Out the Invention

Der grundsätzliche (schematische) Aufbau eines Sensors nach der Erfindung und die Ausbreitung einer Wellenfront eines einzelnen, willkürlich herausgegriffenen Wellen­ zuges sind in Fig. 1 dargestellt. Das Licht aus einer Lichtquelle 1, einer Mehr-Moden-Laserdiode, breitet sich zunächst als Grundmodus LP01 einer ersten (polarisationserhaltenden) Monomode-Faser 2a aus. Die be­ trachtete Wellenfront regt in einer durch einen ersten Spleiß 3a an die erste Monomode-Faser 2a angeschlossenen ersten Zwei-Moden-Faser 4a zwei neue Wellenfronten an, die sich im LP01- und im geraden LP11-Modus ausbreiten. Beide Fronten sind am Anfang der Faser noch in Phase, da sie von einer gemeinsamen Ausgangsfront erzeugt werden. Die Ankopplung an die erste Zwei-Moden-Faser im ersten Spleiß 3a erfolgt dabei vorzugsweise so, daß die Inten­ sitäten der LP01- und LP11-Moden annähernd gleich sind.The basic (schematic) construction of a sensor according to the invention and the propagation of a wavefront of an individual, arbitrarily picked waves are shown in FIG. 1. The light from a light source 1 , a multi-mode laser diode, first spreads out as basic mode LP 01 of a first (polarization-maintaining) single-mode fiber 2 a. The observed wavefront stimulates two new wavefronts in a first two-mode fiber 4 a connected to the first monomode fiber 2 a by a first splice 3 a, which propagate in LP 01 - and in straight LP 11 mode. Both fronts are still in phase at the beginning of the fiber because they are generated by a common starting front. The coupling to the first double-mode fiber in the first splice 3 a is preferably carried out such that the intensities of the Inten LP 01 - and LP 11 modes approximately equal.

Da die effektiven Brechungsindizes n(LP01) und n(LP11) für die beiden Moden verschieden sind, hat sich am Ende der ersten Zwei-Moden-Faser 4a zwischen den beiden Fron­ ten ein optischer GangunterschiedSince the effective refractive indices n (LP 01 ) and n (LP 11 ) are different for the two modes, there is an optical path difference between the two fronts at the end of the first two-mode fiber 4 a

Delta L = Delta L₁ = l(n(LP₀₁)-n(LP₁₁)) (4)Delta L = Delta L₁ = l (n (LP₀₁) -n (LP₁₁)) (4)

akkumuliert (1 bezeichnet hier die Länge der ersten Zwei- Moden-Faser 4a). Delta L ist derart, daß am Ende der er­ sten Zwei-Moden-Faser 4a keine Interferenzeffekte auftre­ ten. Die beiden Wellenfronten regen in einer (ebenfalls polarisationserhaltenden) über einen zweiten Spleiß 3b angekoppelten zweiten Monomode-Faser 2b zwei neue Fronten an, die sich beide im LP01-Modus ausbreiten. Der Gangun­ terschied Delta L bleibt deshalb in dieser Faser erhal­ ten. Die Ankopplung erfolgt so, daß die LP01- und LP11- Moden etwa zu gleichen Anteilen in die zweite Monomode- Faser 2b eingekoppelt werden.accumulated (1 here denotes the length of the first two-mode fiber 4 a). Delta L is such that at the end of the most two-mode fiber 4 a there are no interference effects. The two wave fronts stimulate two new fronts in a second monomode fiber 2 b (also polarization-maintaining) coupled via a second splice 3 b that both spread in LP 01 mode. The Gangun difference Delta L is therefore preserved in this fiber. The coupling takes place in such a way that the LP 01 and LP 11 modes are coupled into the second monomode fiber 2 b in approximately equal proportions.

In einer zweiten, über einen dritten Spleiß angekoppel­ ten Zwei-Moden-Faser 4b regen die beiden aus der zweiten Monomode-Faser 2b kommenden Wellenfronten jeweils zwei neue Fronten an, von denen sich jeweils eine im LP01- und eine im LP11-Mode ausbreitet. Die LP01- und LP11-Moden haben wiederum näherungsweise gleiche Intensitäten (um die Wellenfronten besser verfolgen zu können, sind in Fig. 1 solche, die aus dem LP01-Modus der ersten Zwei-Mo­ den-Faser 4a stammen, mit einem Querstrich, und solche, die aus dem LP11-Modus stammen, mit zwei Querstrichen versehen).In a second, coupled via a third splice th two-mode fiber 4 b, the two wave fronts coming from the second single-mode fiber 2 b each excite two new fronts, one of which is located in the LP 01 - and one in the LP 11 Fashion spreads. The LP 01 and LP 11 modes in turn have approximately the same intensities (in order to be able to better track the wavefronts, those in FIG. 1 are those that originate from the LP 01 mode of the first two-mode fiber 4 a, with a dash, and those that come from the LP 11 mode with two dashes).

Der Gangunterschied Delta L zwischen den LP01- bzw. den LP11-Frontenpaaren bleibt entlang der zweiten Zwei-Moden- Faser 4b erhalten. Zwischen dem LP01-Frontenpaar einer­ seits und dem LP11-Frontenpaar andererseits akkumuliert sich jedoch ein Phasenunterschied Delta L2. Wenn die bei­ den Zwei-Moden-Fasern 4a und 4b hinsichtlich ihrer Faser­ parameter und Länge gleich sind, gilt: |Delta L2| = |Delta L1| = |Delta L|. Am Ausgangsende der zweiten Zwei- Moden-Faser gibt es zwischen den Lichtwellen des LP01-Mo­ dus einerseits und den Wellen des LP11-Modus andererseits Gangunterschiede von Null, Delta L1 und 2*Delta L1. Mo­ denanteile mit dem Gangunterschied Null interferieren dann miteinander, während die übrigen Anteile einen kon­ stanten Intensitätsuntergrund liefern. Die Interferenz wird schließlich in einer nachfolgenden Detektionsein­ heit 5 ausgewertet.The path difference Delta L between the LP 01 and LP 11 front pairs is maintained along the second two-mode fiber 4 b. However, a phase difference Delta L 2 accumulates between the LP 01 front pair on the one hand and the LP 11 front pair on the other. If the two-mode fibers 4 a and 4 b have the same fiber parameters and length, the following applies: | Delta L 2 | = | Delta L 1 | = | Delta L |. At the output end of the second two-mode fiber there are path differences of zero, delta L 1 and 2 * delta L 1 between the light waves of the LP 01 mode on the one hand and the waves of the LP 11 mode on the other hand. Mo components with a zero path difference then interfere with each other, while the other components provide a constant intensity background. The interference is finally evaluated in a subsequent detection unit 5 .

Zum weiteren Verständnis des Tandem-Zweimodenfaser-Inter­ ferometers nach der Erfindung wird zunächst ein einzelnes Michelson-Interferometer mit einer Mehr-Moden-Laserdiode als Lichtquelle betrachtet, wie es in dem bereits zitier­ ten Artikel von A. S. Gerges et al. beschrieben ist. Trägt man den Interferenzkontrast V als Funktion des op­ tischen Weglängenunterschieds Delta L zwischen den beiden Interferometerzweigen auf, so ergibt sich eine Serie von äquidistanten Spitzen wachsender Ordnung ±1, ±2, ±3, usw., die symmetrisch bezüglich der Spitze bei Delta L = 0 liegen (Fig. 2). Der Interferenzkontrast V ist dabei definiert alsTo further understand the tandem two-mode fiber interferometer according to the invention, a single Michelson interferometer with a multi-mode laser diode is first considered as a light source, as described in the already cited article by AS Gerges et al. is described. Applying the interference contrast V as a function of the optical path length difference Delta L between the two interferometer branches, there is a series of equidistant peaks of increasing order ± 1, ± 2, ± 3, etc., which are symmetrical with respect to the peak at Delta L = 0 lie ( Fig. 2). The interference contrast V is defined as

wobei Imax und Imin die Intensitäten der Maxima und Mi­ nima des Interferenzstreifenmusters sind. Die Lage der Spitzen ist gegeben durchwhere I max and I min are the intensities of the maxima and minima of the interference fringe pattern. The location of the peaks is given by

Delta L = 2*p*lcav p = 0, ±1, ±2, (6)Delta L = 2 * p * l cav p = 0, ± 1, ± 2, (6)

mit der Ordnungszahl p und der optischen Länge lcav des Laserresonators.with the atomic number p and the optical length l cav of the laser resonator.

Zwischen den Spitzen ist V sehr klein, so daß hier na­ hezu keine Interferenz auftritt. Für gleiche Amplituden der interferierenden Wellen ist V(Delta L=0) = 1. Mit wachsender Ordnung |p| fällt die Höhe H der Spitzen mono­ ton ab, gemäß der Beziehung K(Delta L) = exp(-Delta L/Lcm), wobei Lcm die der spektralen Lasermodenbreite entsprechende Kohärenzlänge ist. K geht also für |Delta L| » Lcm gegen Null.V between the peaks is very small, so there is almost no interference here. For equal amplitudes of the interfering waves, V (delta L = 0) = 1. With increasing order | p | the height H of the tips drops monotonically, according to the relationship K (delta L) = exp (-Delta L / L cm ), where L cm is the coherence length corresponding to the spectral laser mode width. So K goes for | Delta L | »L cm towards zero.

Beim Zweimodenfaser-Interferometer treten an die Stelle der Zweige des Michelson-Interferometers die LP01- und LP11-Moden. Mit zunehmender Faserlänge l wächst der Gang­ unterschied Delta L = l(n(LP01)-n(LP11)) zwischen den No­ den linear mit l an. Der Interferenzkontrast V(l) als Funktion der Faserlänge durchläuft dann die gleiche Serie von Spitzen wie beim Michelson-Interferometer. Die Maxima liegen bei FaserlängenIn the two-mode fiber interferometer, the branches of the Michelson interferometer are replaced by the LP 01 and LP 11 modes. With increasing fiber length l, the path difference Delta L = l (n (LP 01 ) -n (LP 11 )) between the no den increases linearly with l. The interference contrast V (l) as a function of the fiber length then runs through the same series of peaks as in the Michelson interferometer. The maxima are at fiber lengths

lp = 2*p*lcav/(n(LP₀₁)-n(LP₁₁)). (7)l p = 2 * p * l cav / (n (LP₀₁) -n (LP₁₁)). (7)

Der Faserlängenunterschied zwischen benachbarten Spitzen ist folglichThe fiber length difference between neighboring peaks is consequently

Delta l = 2*lcav/Delta neff (8)Delta l = 2 * l cav / Delta n eff (8)

mit Delta neff=n(LP₀₁)-n(LP₁₁).with delta n eff = n (LP₀₁) -n (LP₁₁).

Damit am Ende der ersten Zwei-Moden-Faser 4a keine Inter­ ferenzeffekte auftreten, muß entweder der von der Faser­ länge abhängige Gangunterschied Delta L sehr viel größer sein als Lcm, oder l muß in einem Minimum zwischen zwei Spitzen der Funktion V(l) liegen (Interferenzeffekte am Ende der ersten Zwei-Moden-Faser 4a hätten unerwünschte Intensitätsschwankungen zur Folge).So that at the end of the first two-mode fiber 4 a no interference effects occur, either the path length dependent on the fiber length delta L must be much larger than L cm , or l must be in a minimum between two peaks of the function V (l ) (interference effects at the end of the first two-mode fiber 4 a would result in undesirable fluctuations in intensity).

Die Lichtintensität am Ausgang des Tandem-Zweimodenfaser- Interferometers ist gegeben durch (analog zu Gleichung (7) in dem Artikel von A. S. Gerges et al.):The light intensity at the output of the tandem two-mode fiber Interferometer is given by (analogous to equation (7) in the article by A. S. Gerges et al.):

I = I₀{1+V(Delta L₁)cos(Φ₁)+V(Delta L₂)cos(Φ₂)
+(1/2)V(Delta L₁+Delta L₂)cos(Φ₁+Φ₂)
+(1/2)V(Delta L₁-Delta L₂)cos(Φ₁-Φ₂)} (9)
I = I₀ {1 + V (Delta L₁) cos (Φ₁) + V (Delta L₂) cos (Φ₂)
+ (1/2) V (Delta L₁ + Delta L₂) cos (Φ₁ + Φ₂)
+ (1/2) V (Delta L₁-Delta L₂) cos (Φ₁-Φ₂)} (9)

Φ₁ und Φ₂ sind die den Gangunterschieden Delta L₁ und Delta L₂ entsprechenden Phasendifferenzen:Φ₁ and Φ₂ are the delta L₁ and Delta L₂ corresponding phase differences:

f0 ist die mittlere Frequenz der Laserdiode, c ist die Lichtgeschwindigkeit. Io ist proportional zur optischen Leistung der Laserdiode. Delta L1 und Delta L2 sind gege­ ben durchf 0 is the average frequency of the laser diode, c is the speed of light. I o is proportional to the optical power of the laser diode. Delta L 1 and Delta L 2 are given by

Delta L₁ = l₁*Delta neff (1) (12)Delta L₁ = l₁ * Delta n eff (1) (12)

Delta L₂ = l₂*Delta neff (2). (13)Delta L₂ = l₂ * Delta n eff (2) . (13)

l₁ und l₂ sind die Längen der beiden Zwei-Moden-Fasern 4a und 4b; Delta neff (1) und Delta neff (2) sind die effektiven Brechungsindex-Unterschiede der Moden.l₁ and l₂ are the lengths of the two two-mode fibers 4 a and 4 b; Delta n eff (1) and Delta n eff (2) are the effective refractive index differences of the modes.

Wie schon erwähnt ist Delta neff (1)=Delta neff (2)= Delta neff, l₁=l₂=l und folglich Delta L₁=Delta L₂ =Delta L. Für einen gegebenen Fasertyp wird l dann so gewählt, daßAs already mentioned, delta n eff (1) = delta n eff (2) = delta n eff , l₁ = l₂ = l and consequently delta L₁ = delta L₂ = delta L. For a given fiber type, l is then chosen such that

V(Delta L₁) = V(Delta L₂) = V(Delta L) ≈ 0 (14)V (Delta L₁) = V (Delta L₂) = V (Delta L) ≈ 0 (14)

ist, und daß außerdemis, and that also

V(Delta L₁ + Delta L₂) = V(2*Delta L) ≈ 0 (15)V (Delta L₁ + Delta L₂) = V (2 * Delta L) ≈ 0 (15)

ist.is.

Gleichung (9) lautet dannEquation (9) is then

I=I₀{1+(1/2)V(Delta L₁-Delta L₂)cosz} (16)I = I₀ {1+ (1/2) V (Delta L₁-Delta L₂) cosz} (16)

mit z=2*pi*f₀*(1/c)(Delta L₁-Delta L₂).with z = 2 * pi * f₀ * (1 / c) (Delta L₁-Delta L₂).

Das Tandem-Zweimodenfaser-Interferometer verhält sich da­ mit wie ein einzelnes Interferometer mit dem Gangunter­ schied Delta L = Delta L1-Delta L2, mit dem Unterschied, daß der Interferenzkontrast um einen Faktor 2 reduziert ist. Die Intensität I nach Gleichung (16) ist in den Fig. 3A und 3B schematisch dargestellt. Fig. 3A zeigt den unmittelbaren Bereich um Delta L1-Delta L2= 0 (Ordnung p=0; |Delta L1-Delta L2| einige 100 µm). Fig. 3B stellt einen größeren Ausschnitt aus dem Wertebereich von Delta L1-Delta L2 dar mit "Interferenzpaketen" höhe­ rer Ordnung (|p|0).The tandem two-mode fiber interferometer behaves as a single interferometer with the difference in the delta L = Delta L 1 -Delta L 2 , with the difference that the interference contrast is reduced by a factor of 2. The intensity I according to equation (16) is shown schematically in FIGS. 3A and 3B. FIG. 3A shows the immediate area around delta L 1 -Delta L 2 = 0 (order p = 0; | Delta L 1 -Delta L 2 | some 100 µm). Fig. 3B illustrates a larger section is out of the range of values of Delta L 1 L 2 with -Delta "interference packages" height rer order (| p | 0).

Zum Vergleich seien nachfolgend einige Zahlenwerte für das Tandem-Zweimodenfaser-Interferometer dem Michelson- Interferometer gegenübergestellt:For comparison, here are some numerical values for the tandem two-mode fiber interferometer the Michelson Interferometer compared:

Michelson-Interferometer (in Luft)Michelson interferometer (in air)

Die Halbwertsbreite der Spitzen in der Funktion V (Delta L) liegt in Luft für viele kommerzielle Mehr-Moden-Laser­ dioden in der Größenordnung 200 µm. Die optische Länge lcav des Laserrersonators beträgt ca. 1 mm. Der Abstand zweier Maxima ist damit etwa 2 mm. Die Höhe K der Maxima fällt gewöhnlich innerhalb der ersten 10 Ordnungen (|p|10) auf Werte von wenigen Prozent ab.The full width at half maximum of the peaks in the function V (Delta L) is in the air for many commercial multi-mode laser diodes in the order of magnitude of 200 μm. The optical length l cav of the laser resonator is approximately 1 mm. The distance between two maxima is about 2 mm. The height K of the maxima usually falls within the first 10 orders (| p | 10) to values of a few percent.

Tandem-Zweimodenfaser-InterferometerTandem two-mode fiber interferometer

Der Unterschied Delta neff = n(LP01)-n(LP11) der effekti­ ven Brechungsindizes ist stark vom Fasertyp abhängig. Für eine Zwei-Moden-Faser für eine Wellenlänge lambda von 780 nm kann er grob in dem Bereich zwischen 0,001 und 0,015 liegen.The difference delta n eff = n (LP 01 ) -n (LP 11 ) of the effective refractive indices is strongly dependent on the fiber type. For a two-mode fiber for a lambda wavelength of 780 nm, it can lie roughly in the range between 0.001 and 0.015.

Für eine Faser mit z. B. Delta neff = 0,01 ergeben sich folgende Parameter: Die Halbwertsbreite der Spitzen der Funktion V(l) entspricht einem Faserlängenunterschied in der Größenordnung von (200 µm)/Delta neff = 2 cm. Damit der totale Gangunterschied Delta L1-Delta L2 des Tandem- Interferometers noch sicher innerhalb des "Interferenzpakets" 0-ter Ordnung (p=0) liegt, sollten demnach die Längen der beiden Zwei-Moden-Fasern 4a und 4b auf einige Millimeter genau miteinander übereinstimmen. In der Praxis können solche Toleranzen problemlos einge­ halten werden.For a fiber with z. B. Delta n eff = 0.01, the following parameters result: The half-width of the peaks of the function V (l) corresponds to a fiber length difference of the order of magnitude of (200 μm) / delta n eff = 2 cm. So that the total path difference Delta L 1 -Delta L 2 of the tandem interferometer is still safely within the "interference packet" of the 0th order (p = 0), the lengths of the two two-mode fibers 4 a and 4 b should accordingly match exactly a few millimeters. In practice, such tolerances can easily be kept.

Der Faserlängenunterschied zwischen zwei Maxima von V(l) ist (2 mm)/Delta neff = 20 cm. Das Maximum 10-ter Ordnung tritt demnach bei einer Faserlänge von 2 m auf. Infolge des relativ großen Abstands zweier Maxima von V(l) kön­ nen die Faserlängen leicht so eingestellt werden, daß die Bedingungen gemäß Gleichung (14) und (15) erfüllt sind.The fiber length difference between two maxima of V (l) is (2 mm) / delta n eff = 20 cm. The maximum 10th order occurs with a fiber length of 2 m. Due to the relatively large distance between two maxima of V (l), the fiber lengths can easily be adjusted so that the conditions according to equations (14) and (15) are met.

Eine bevorzugte Ausführungsform für den Aufbau eines Sen­ sors für die elektrische Feld- und Spannungsmessung nach der Erfindung ist in Fig. 5 dargestellt. In einem elek­ trischen Wechselfeld E moduliert ein piezoelektrisches Sensorelement 6 (z. B. ein Quarz) die Länge der ersten Zwei-Moden-Faser 4a und damit auch den Phasenunterschied zwischen den beiden angeregten Moden. Der Phasenunter­ schied zwischen den am Ausgangsende der zweiten Zwei-Mo­ den-Faser 4b interferierenden Wellen ist gegeben durchA preferred embodiment for the construction of a sensor for electrical field and voltage measurement according to the invention is shown in FIG. 5. In an electric alternating field E, a piezoelectric sensor element 6 (e.g. a quartz) modulates the length of the first two-mode fiber 4 a and thus also the phase difference between the two excited modes. The phase difference between the interfering waves at the output end of the second two-mode fiber 4 b is given by

Φ(t) = A*sin(omega*t) + Φ₁O(t) - Φ₂O(t). (17)Φ (t) = A * sin (omega * t) + Φ₁ O (t) - Φ₂ O (t). (17)

Φ₁O(t) und Φ₂O(t) sind die Phasendifferenzen zwischen den Moden der beiden Zwei-Moden-Fasern 4a und 4b, wenn keine Modulation erfolgt. Φ₁O(t) und Φ₂O(t) können sich z. B. infolge von Temperaturschwankungen (temperaturabhängige Faserlängen) zeitlich ändern. Die Temperaturfluktuationen der Gangunterschiede sind jedoch sehr viel kleiner als die Breite der Spitzen der Funktion V(Delta L), so daß der Interferenzkontrast dadurch praktisch nicht verändert wird. Gleichung (16) lautet dannΦ₁ O (t) and Φ₂ O (t) are the phase differences between the modes of the two two-mode fibers 4 a and 4 b when there is no modulation. Φ₁ O (t) and Φ₂ O (t) can z. B. change due to temperature fluctuations (temperature-dependent fiber lengths). However, the temperature fluctuations of the path differences are very much smaller than the width of the peaks of the function V (Delta L), so that the interference contrast is practically not changed. Equation (16) is then

I=I₀{1+(1/2)Vcos(A*sin(omega*t)+Φ₁O(t)-Φ₂O(t))} (18)I = I₀ {1+ (1/2) Vcos (A * sin (omega * t) + Φ₁ O (t) -Φ₂ O (t))} (18)

Die Intensität I ist in Fig. 4 für V=l als Funktion der Phase Φ dargestellt. Zur Signaldetektion kann dann das bereits früher beschriebene Homodyn-Detektionsverfahren mit aktiver Phasenkompensation eingesetzt werden (siehe die eingangs zitierte EP-A1-04 33 824). Die Differenz Φ₁O(t)-Φ₂O(t) wird auf pi/2 modulo 2*pi geregelt, der Term A*sin(omega*t) wird durch eine zusätzliche, gegen­ phasige Modulation kompensiert. Dazu ist ein piezoelek­ trischer Modulator 7 vorgesehen, der von einem Quadratur­ regler 10 gesteuert wird. Der Quadraturregler 10 erhält sein Eingangssignal von zwei am Ausgangsende der zweiten Zwei-Moden-Faser 4b angeordneten Detektoren 8a und 8b, die das optische Interferenzsignal in elektrische Signale umwandeln, aus denen mittels eines nachgeschalteten Sub­ trahierers 9 die Differenz gebildet wird. Aus dem Steuer­ signal des Quadraturreglers 10 wird mittels eines Hoch­ passes 11 das Meßsignal extrahiert und an einem Signal­ ausgang 12 zur Verfügung gestellt.The intensity I is shown in Fig. 4 for V = l as a function of the phase Φ. The homodyne detection method with active phase compensation described earlier can then be used for signal detection (see EP-A1-04 33 824 cited at the beginning). The difference Φ₁ O (t) -Φ₂ O (t) is regulated to pi / 2 modulo 2 * pi, the term A * sin (omega * t) is compensated by an additional phase-modulation. For this purpose, a piezoelectric modulator 7 is provided, which is controlled by a quadrature controller 10 . The quadrature controller 10 receives its input signal from two at the output end of the second two-mode fiber 4 b arranged detectors 8 a and 8 b, which convert the optical interference signal into electrical signals, from which the difference is formed by means of a downstream subtractor 9 . From the control signal of the quadrature controller 10 , the measurement signal is extracted by means of a high pass 11 and output 12 is made available at a signal.

Im Unterschied zu den bekannten Verfahren moduliert der Modulator nicht die Sensorfaser selbst, sondern die zweite Zwei-Moden-Faser 4b. Die erste Zwei-Moden-Faser 4a (die eigentliche Sensorfaser) kann dann auf den unmittel­ baren Bereich des Sensorelements 6 beschränkt bleiben und muß nicht die Distanz zwischen Sensorelement und Auswer­ teeinheit 13 überbrücken. Die erste Zwei-Moden-Faser bil­ det mit dem Sensorelement 6 zusammen einen kompakten und einfach aufgebauten Sensorkopf 14, der nur durch unemp­ findliche Monomoden-Fasern 2a, 2b mit der Auswerteeinheit 13 verbunden ist, in der sich die zweite Zwei-Moden-Faser 4b und der Modulator 7 samt Ansteuerung befinden. Die Terme A*sin(omega*t) und Φ₁O(t)-Φ₂O(t) können im übrigen auch - wie bereits früher beschrieben - mit zwei separa­ ten Modulatoren anstelle des Modulators 7 aus Fig. 5 kom­ pensiert werden.In contrast to the known methods, the modulator does not modulate the sensor fiber itself, but the second two-mode fiber 4 b. The first two-mode fiber 4 a (the actual sensor fiber) can then remain limited to the immediate area of the sensor element 6 and does not have to bridge the distance between the sensor element and evaluation unit 13 . The first two-mode fiber bil det with the sensor element 6 together a compact and simply constructed sensor head 14 , which is only connected by insensitive monomode fibers 2 a, 2 b to the evaluation unit 13 , in which the second two-mode -Fiber 4 b and the modulator 7 including control are located. The terms A * sin (omega * t) and Φ₁ O (t) -Φ₂ O (t) can also - as already described earlier - be compensated with two separate modulators instead of the modulator 7 from FIG. 5.

Die beiden (polarisationserhaltenden) Zwei-Moden-Fasern haben vorzugsweise einen Kern mit elliptischem Quer­ schnitt. Die Faserparameter können dann so gewählt wer­ den, daß für die Wellenlänge der Laserdiode nur der LP01- und der gerade LP11-Modus ausbreitungsfähig sind (siehe den eingangs zitierten Artikel von B. Y. Kim et al.). In Fasern mit rundem Kern wäre gleichzeitig mit dem geraden auch der ungerade LP11-Modus ausbreitungsfähig.The two (polarization-maintaining) two-mode fibers preferably have a core with an elliptical cross section. The fiber parameters can then be chosen so that only the LP 01 - and the straight LP 11 mode can be propagated for the wavelength of the laser diode (see the article by BY Kim et al. Cited at the beginning). In fibers with a round core, the odd LP 11 mode would be able to spread at the same time as the even one.

Die beiden Monomode-Fasern 2a und 2b sind vorzugsweise polarisationserhaltend ausgebildet. Es können jedoch auch gewöhnliche Monomode-Fasern verwendet werden. Die Polari­ sation müßte dann aktiv kontrolliert werden, wie dies in T. Pikaar et al., J. Lightw. Tech. 7, 1982-1887 (1989) beschrieben ist.The two monomode fibers 2 a and 2 b are preferably designed to maintain polarization. However, ordinary single-mode fibers can also be used. The polarization would then have to be actively controlled, as described in T. Pikaar et al., J. Lightw. Tech. 7, 1982-1887 (1989).

Insgesamt ergibt sich mit der Erfindung ein robuster, ge­ nauer und einfach aufgebauter Sensor.Overall, the invention results in a more robust, ge accurate and simply constructed sensor.

BezugszeichenlisteReference list

 1 Lichtquelle
 2a, b Monomode-Faser
 3a, b, c Spleiss
 4a, b Zwei-Moden-Faser
 5 Detektionseinheit
 6 Sensorelement
 7 Modulator
 8a, b Detektor
 9 Subtrahierer
10 Quadraturregler
11 Hochpaß
12 Signalausgang
13 Auswerteeinheit
14 Sensorkopf
E elektrisches Feld
V Interferenzkontrast
I, I₀ Intensität
Delta L Gangunterschied
Delta L₁ Gangunterschied
Delta L₂ Gangunterschied
LP₀₁ Fasermode
LP₁₁ Fasermode
lcav Resonatorlänge
Φ Phase
1 light source
2 a, b monomode fiber
3 a, b, c splice
4 a, b two-mode fiber
5 detection unit
6 sensor element
7 modulator
8 a, b detector
9 subtractors
10 quadrature controls
11 high pass
12 signal output
13 evaluation unit
14 sensor head
E electric field
V interference contrast
I, I₀ intensity
Delta L path difference
Delta L₁ path difference
Delta L₂ path difference
LP₀₁ fiber fashion
LP₁₁ fiber fashion
l cav resonator length
Φ phase

Claims (7)

1. Faseroptischer Sensor für elektrische Wechselfelder und -spannungen, umfassend
  • a) eine Lichtquelle (1);
  • b) ein piezoelektrisches Sensorelement (6);
  • c) eine erste Zwei-Moden-Faser (4a) mit einem Ein­ gangsende und einem Ausgangsende, in der sich der LP01-Grundmodus und der gerade LP11-Modus ausbreiten können, und welche zumindest teilweise an dem Sensorelement (6) so fixiert ist, daß eine Dimensi­ onsänderung des Sensorelements (6) in einem elektri­ schen Feld zu einer Längenänderung in der Faser führt; und
  • d) Mittel zum Messen der feldbedingten Längenänderung der Faser;
1. Fiber-optic sensor for alternating electrical fields and voltages, comprehensive
  • a) a light source ( 1 );
  • b) a piezoelectric sensor element ( 6 );
  • c) a first two-mode fiber ( 4 a) with an input end and an output end in which the LP 01 basic mode and the straight LP 11 mode can spread, and which at least partially on the sensor element ( 6 ) is fixed that a dimensional change of the sensor element ( 6 ) in an electric field leads to a change in length in the fiber; and
  • d) means for measuring the field-related change in length of the fiber;
dadurch gekennzeichnet, daß
  • e) die Lichtquelle (1) eine Mehr-Moden-Laserdiode ist;
  • f) die Meßmittel eine zweite, zur ersten gleichartige Zwei-Moden-Faser (4b) umfassen;
  • g) die Parameter der beiden Zwei-Moden-Fasern (4a,4b) so gewählt sind, daß der Interferenzkontrast (V) für die Gangunterschiede (Delta L1,Delta L2) beider Moden in den einzelnen Zwei-Moden-Fasern (4a,4b) und für die Summe der Gangunterschiede (Delta L1) + (Delta L2) jeweils ungefähr gleich Null ist; und
  • h) zwischen der Lichtquelle (1) und dem Eingangsende der ersten Zwei-Moden-Faser (4a), und dem Aus­ gangsende der ersten Zwei-Moden-Faser (4a) und dem Eingangsende der zweiten Zwei-Moden-Faser (4b) je­ weils eine Monomode-Faser (2a bzw. 2b) zur Übertra­ gung des Lichts vorgesehen sind.
characterized in that
  • e) the light source ( 1 ) is a multi-mode laser diode;
  • f) the measuring means comprise a second, two-mode fiber ( 4 b) of the same type;
  • g) the parameters of the two two-mode fibers ( 4 a, 4 b) are chosen so that the interference contrast (V) for the path differences (delta L 1 , delta L 2 ) of both modes in the individual two-mode fibers ( 4 a, 4 b) and for the sum of the path differences (Delta L 1 ) + (Delta L 2 ) each is approximately equal to zero; and
  • h) between the light source ( 1 ) and the input end of the first two-mode fiber ( 4 a), and the output end of the first two-mode fiber ( 4 a) and the input end of the second two-mode fiber ( 4 b) each a single-mode fiber ( 2 a or 2 b) are provided for the transmission of the light.
2. Faseroptischer Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß
  • a) die Zwei-Moden-Fasern (4a, b) einen Kern mit ellipti­ schem Querschnitt aufweisen; und
  • b) die Monomode-Fasern (2a, b) polarisationserhaltend sind.
2. Fiber optic sensor according to claim 1, characterized in that
  • a) the two-mode fibers ( 4 a, b) have a core with an elliptical cross-section; and
  • b) the monomode fibers ( 2 a, b) are polarization-maintaining.
3. Faseroptischer Sensor nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die beiden Monomode-Fasern (2a, b) mit den beiden Zwei-Moden-Fasern (4a, b) so verbunden sind, daß in den beiden Zwei-Moden-Fasern (4a, b) die beiden aus­ breitungsfähigen Moden durch das Licht aus der Licht­ quelle (1) jeweils mit ungefähr gleicher Intensität ange­ regt werden.3. Fiber optic sensor according to claim 2, characterized in that the two single-mode fibers ( 2 a, b) with the two two-mode fibers ( 4 a, b) are connected so that in the two two-mode Fibers ( 4 a, b), the two from spreadable modes by the light from the light source ( 1 ) are each excited with approximately the same intensity. 4. Faseroptischer Sensor nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die effektiven Brechungsindex-Unterschiede n(LP01)-n(LP11) für die beiden Moden in den beiden Zwei-Moden-Fasern (4a, 4b) und die Längen der beiden Zwei- Moden-Fasern (4a, 4b) jeweils gleich sind.4. Fiber optic sensor according to claim 3, characterized in that the effective refractive index differences n (LP 01 ) -n (LP 11 ) for the two modes in the two two-mode fibers ( 4 a, 4 b) and Lengths of the two two-mode fibers ( 4 a, 4 b) are each the same. 5. Faseroptischer Sensor nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß
  • a) die zweite Zwei-Moden-Faser (4b) zumindest teilweise an einem piezoelektrischen Modulator (7) fixiert ist;
  • b) am Ausgangsende der zweiten Zwei-Moden-Faser (4b) zwei Detektoren (8a, b) zur Messung der Intensitäten der beiden Moden angeordnet sind;
  • c) die Ausgangssignale der beiden Detektoren (8a, b) über einen Subtrahierer (9) auf den Eingang eines Quadraturreglers (10) gelangen;
  • d) der Ausgang des Quadraturreglers (10) den Modulator (7) steuert; und
  • e) das Ausgangssignal des Quadraturreglers (10) über einen Hochpaß (11) auf einen Signalausgang (12) ge­ geben wird.
5. Fiber optic sensor according to claim 4, characterized in that
  • a) the second two-mode fiber ( 4 b) is at least partially fixed to a piezoelectric modulator ( 7 );
  • b) two detectors ( 8 a, b) for measuring the intensities of the two modes are arranged at the output end of the second two-mode fiber ( 4 b);
  • c) the output signals of the two detectors ( 8 a, b) reach the input of a quadrature controller ( 10 ) via a subtractor ( 9 );
  • d) the output of the quadrature controller ( 10 ) controls the modulator ( 7 ); and
  • e) the output signal of the quadrature controller ( 10 ) via a high-pass filter ( 11 ) on a signal output ( 12 ) will give ge.
6. Faseroptischer Sensor nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß
  • a) die Lichtquelle (1), die zweite Zwei-Moden-Faser (4b) mit dem Modulator (7) und den Detektoren (8a, b), und die zugehörige Elektronik (9, 10, 11) zu einer Auswerteeinheit (13) zusammengefaßt sind;
  • b) die erste Zwei-Moden-Faser (4a) mit dem Sensorele­ ment (6) in einem separaten Sensorkopf (14) angeord­ net sind; und
  • c) Sensorkopf (14) und Auswerteeinheit (13) nur durch die zwei Monomode-Fasern (2a, b) miteinander in Ver­ bindung stehen.
6. Fiber optic sensor according to claim 5, characterized in that
  • a) the light source ( 1 ), the second two-mode fiber ( 4 b) with the modulator ( 7 ) and the detectors ( 8 a, b), and the associated electronics ( 9 , 10 , 11 ) to form an evaluation unit ( 13 ) are summarized;
  • b) the first two-mode fiber ( 4 a) with the sensor element ( 6 ) are arranged in a separate sensor head ( 14 ); and
  • c) Sensor head ( 14 ) and evaluation unit ( 13 ) are connected to each other only by the two monomode fibers ( 2 a, b).
DE4128687A 1991-08-29 1991-08-29 FIBER OPTICAL SENSOR Withdrawn DE4128687A1 (en)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4128687A DE4128687A1 (en) 1991-08-29 1991-08-29 FIBER OPTICAL SENSOR
EP92113047A EP0529339B1 (en) 1991-08-29 1992-07-31 Fibre optic sensor
DE59209526T DE59209526D1 (en) 1991-08-29 1992-07-31 Fiber optic sensor
CA002076579A CA2076579C (en) 1991-08-29 1992-08-21 Fiber-optic sensor with first and second bimode fibers
US07/936,799 US5339026A (en) 1991-08-29 1992-08-28 Fiber-optic sensor with first and second bimode fibers
JP22990192A JP3188528B2 (en) 1991-08-29 1992-08-28 Fiber optic sensor for alternating electric and alternating voltages

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4128687A DE4128687A1 (en) 1991-08-29 1991-08-29 FIBER OPTICAL SENSOR

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE4128687A1 true DE4128687A1 (en) 1993-03-04

Family

ID=6439406

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE4128687A Withdrawn DE4128687A1 (en) 1991-08-29 1991-08-29 FIBER OPTICAL SENSOR
DE59209526T Expired - Lifetime DE59209526D1 (en) 1991-08-29 1992-07-31 Fiber optic sensor

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE59209526T Expired - Lifetime DE59209526D1 (en) 1991-08-29 1992-07-31 Fiber optic sensor

Country Status (5)

Country Link
US (1) US5339026A (en)
EP (1) EP0529339B1 (en)
JP (1) JP3188528B2 (en)
CA (1) CA2076579C (en)
DE (2) DE4128687A1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4407176A1 (en) * 1994-03-04 1995-09-07 Diehl Gmbh & Co Pressure measurement using fiber optics
DE19743658A1 (en) * 1997-10-02 1999-04-08 Abb Research Ltd Fiber optic voltage sensor for outdoor high voltage systems
US5945667A (en) * 1997-01-16 1999-08-31 Abb Research Ltd. Method for temperature compensation of measuring signals of a fiber-optic sensor
EP1186896A2 (en) * 2000-09-07 2002-03-13 LITEF GmbH Electro-optical method and apparatus for measuring an electrical voltage
DE102015004512A1 (en) 2015-04-13 2016-10-13 Claas Selbstfahrende Erntemaschinen Gmbh Combine harvester with crop cleaning device

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4216152A1 (en) * 1992-05-15 1993-11-18 Asea Brown Boveri Fiber optic sensor
ES2163347B1 (en) * 1998-11-27 2003-04-16 Electrotecnica Arteche Hermano VOLTAGE SENSOR OF OPTICAL SIGNATURE CODED IN FREQUENCY, FOR ACTERNAL NETWORKS.
US6252388B1 (en) 1998-12-04 2001-06-26 Nxtphase Corporation Method and apparatus for measuring voltage using electric field sensors
WO2011154029A1 (en) 2010-06-07 2011-12-15 Abb Research Ltd High-voltage sensor with axially overlapping electrodes

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2856183A1 (en) * 1978-12-27 1980-07-10 Aeg Telefunken Kabelwerke Mechanical or thermo-optical transducer with dielectric waveguide - is coiled around measurement body and uses waveguide attenuation load variation
DE3027476A1 (en) * 1980-07-19 1982-02-18 Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V., 3400 Göttingen FIBER OPTICAL ARRANGEMENT FOR THE POLARIZATION-RESISTING TRANSMISSION OF LIGHT-DEFINED, LINEAR POLARIZATION STATE
US4319186A (en) * 1978-05-05 1982-03-09 National Research Development Corporation Signal sensors
DE3504945A1 (en) * 1984-05-24 1985-11-28 MITEC Moderne Industrietechnik GmbH, 8012 Ottobrunn ARRANGEMENT FOR MEASURING THE ELECTRICAL VOLTAGE PARAMETERS OF A HIGH VOLTAGE LADDER
EP0316619A1 (en) * 1987-11-05 1989-05-24 Asea Brown Boveri Ag Optical-fibre sensor
EP0316635A1 (en) * 1987-11-13 1989-05-24 ABB Management AG Optical fibre voltage sensor
US4904931A (en) * 1988-09-28 1990-02-27 Westinghouse Electric Corp. Electro-optical voltage measuring system incorporating a method and apparatus to derive the measured voltage waveform from two phase shifted electrical signals
EP0393382A1 (en) * 1989-04-07 1990-10-24 Asea Brown Boveri Ag Device for the measurement of an electric field
DE4025911A1 (en) * 1989-09-25 1991-04-04 Asea Brown Boveri ARRANGEMENT FOR TENSION MEASUREMENT IN A GIS SYSTEM
EP0433824A1 (en) * 1989-12-22 1991-06-26 Asea Brown Boveri Ag Fibre-optical sensor

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1142535B (en) * 1959-04-24 1963-01-17 Sdruzeni Podnikuu Textilniho S Spinning basket designed as a needle funnel
DE1153707B (en) * 1960-06-22 1963-09-05 Gewerk Eisenhuette Westfalia Suspension of blow-off pipes on the rear cap of a hydraulic support frame
US4748686A (en) * 1986-10-15 1988-05-31 United Technologies Corporation Coherence multiplexed optical position transducer
US4848906A (en) * 1987-02-02 1989-07-18 Litton Systems, Inc. Multiplexed fiber optic sensor

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4319186A (en) * 1978-05-05 1982-03-09 National Research Development Corporation Signal sensors
DE2856183A1 (en) * 1978-12-27 1980-07-10 Aeg Telefunken Kabelwerke Mechanical or thermo-optical transducer with dielectric waveguide - is coiled around measurement body and uses waveguide attenuation load variation
DE3027476A1 (en) * 1980-07-19 1982-02-18 Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V., 3400 Göttingen FIBER OPTICAL ARRANGEMENT FOR THE POLARIZATION-RESISTING TRANSMISSION OF LIGHT-DEFINED, LINEAR POLARIZATION STATE
DE3504945A1 (en) * 1984-05-24 1985-11-28 MITEC Moderne Industrietechnik GmbH, 8012 Ottobrunn ARRANGEMENT FOR MEASURING THE ELECTRICAL VOLTAGE PARAMETERS OF A HIGH VOLTAGE LADDER
EP0316619A1 (en) * 1987-11-05 1989-05-24 Asea Brown Boveri Ag Optical-fibre sensor
US4929830A (en) * 1987-11-05 1990-05-29 Asea Brown Boveri Ag Fiber-optic electric field sensor with piezoelectric body sensor
EP0316635A1 (en) * 1987-11-13 1989-05-24 ABB Management AG Optical fibre voltage sensor
US4904931A (en) * 1988-09-28 1990-02-27 Westinghouse Electric Corp. Electro-optical voltage measuring system incorporating a method and apparatus to derive the measured voltage waveform from two phase shifted electrical signals
EP0393382A1 (en) * 1989-04-07 1990-10-24 Asea Brown Boveri Ag Device for the measurement of an electric field
DE4025911A1 (en) * 1989-09-25 1991-04-04 Asea Brown Boveri ARRANGEMENT FOR TENSION MEASUREMENT IN A GIS SYSTEM
EP0433824A1 (en) * 1989-12-22 1991-06-26 Asea Brown Boveri Ag Fibre-optical sensor

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BOHNERT, K.M *
et.al.: Use of highly elliptical core fibers for two-mode fiber devices. In: OPTICS LETTERS, Sept. 1987, Vol.12, No.9, S.729 ff *
KIM, B.Y. *
NEHRING, J.: Fiber-optic sensing of electric field components. In: APPLIED OPTICS, Vol.27, No.23,1. Dec. 1988,S. 4814 ff *

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4407176A1 (en) * 1994-03-04 1995-09-07 Diehl Gmbh & Co Pressure measurement using fiber optics
US5945667A (en) * 1997-01-16 1999-08-31 Abb Research Ltd. Method for temperature compensation of measuring signals of a fiber-optic sensor
DE19743658A1 (en) * 1997-10-02 1999-04-08 Abb Research Ltd Fiber optic voltage sensor for outdoor high voltage systems
US6140810A (en) * 1997-10-02 2000-10-31 Abb Research Ltd. Fiber-optic voltage sensor for outdoor high-voltage installations
DE19743658B4 (en) * 1997-10-02 2007-02-08 Abb Research Ltd. Fiber optic voltage sensor
EP1186896A2 (en) * 2000-09-07 2002-03-13 LITEF GmbH Electro-optical method and apparatus for measuring an electrical voltage
DE10044197A1 (en) * 2000-09-07 2002-04-04 Litef Gmbh Method and device for electro-optical measurement of electrical voltage
EP1186896A3 (en) * 2000-09-07 2003-06-18 LITEF GmbH Electro-optical method and apparatus for measuring an electrical voltage
DE10044197B4 (en) * 2000-09-07 2004-08-19 Litef Gmbh Method and device for electro-optical measurement of electrical voltage
DE102015004512A1 (en) 2015-04-13 2016-10-13 Claas Selbstfahrende Erntemaschinen Gmbh Combine harvester with crop cleaning device

Also Published As

Publication number Publication date
CA2076579A1 (en) 1993-03-01
DE59209526D1 (en) 1998-11-19
US5339026A (en) 1994-08-16
EP0529339B1 (en) 1998-10-14
CA2076579C (en) 2001-01-02
JPH05209899A (en) 1993-08-20
EP0529339A1 (en) 1993-03-03
JP3188528B2 (en) 2001-07-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0569700B1 (en) Optical fiber sensor
EP1154278B1 (en) Fibre-optic current sensor
EP0433824B1 (en) Fibre-optical sensor
DE69924531T2 (en) KERREFFECT COMPENSATION FOR AN INTERFEROMETRIC FIBER OPTIC CIRCLE
DE3049033A1 (en) "RING INTERFEROMETER"
EP0410234B1 (en) Method and apparatus for measuring an electric field or an electric voltage
EP1174719A1 (en) Fibre optic current sensor
EP0652417A1 (en) Fibre optic sagnac interferometer for rotation rate measurement with wavelength-stabilised light source
EP3447441A1 (en) Device for interferential distance measurement
EP0529339B1 (en) Fibre optic sensor
DE2806777A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR OPTICAL PHASE MODULATION
DE19628200A1 (en) Device and method for performing interferometric measurements
DE69102766T2 (en) INTERFEROMETRIC SIGNAL ANALYSIS WITH MODULATION SWITCHING.
EP0854354A1 (en) Method for temperature compensation of signals measured by fibre-optic sensors
DE69213477T2 (en) DETERMINING THE RUNNING TIME OF THE OPTICAL SIGNAL IN AN OPTICAL INTERFEROMETER
DE4039955A1 (en) ARRANGEMENT WITH TWO LASER DIODES FOR GENERATING LIGHT WITH TWO WAVELENGTHS
EP1186896B1 (en) Electro-optical method and apparatus for measuring an electrical voltage
DE4035373C2 (en) Fiber optic pressure or displacement sensor
EP1597599B1 (en) Optic fiber current sensor, comprising several sensing heads
DE69202780T2 (en) Method and device for interferometric absolute measurements of physical quantities.
EP3401634A1 (en) Distance measuring assembly for determining the distance to an object
DE69206297T2 (en) Optical voltage detector.
DE10112835B4 (en) Method and device for current measurement by means of a fiber optic in-line Sagnac interferometer and suitable phase modulator
DE4114253A1 (en) FIBER OPTICAL SENSOR
DE4115370A1 (en) Fibre=optic sensor for alternating electric fields or voltages - has piezoelectric element with attached optical fibre carrying two coherent light modes, and also fibre length variation detector

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
8128 New person/name/address of the agent

Representative=s name: LUECK, G., DIPL.-ING. DR.RER.NAT., PAT.-ANW., 7976

8141 Disposal/no request for examination